JPS6376431A

JPS6376431A - スピン塗布装置

Info

Publication number: JPS6376431A
Application number: JP21950786A
Authority: JP
Inventors: Nobuaki Sato; 宣明佐藤; Toshiyoshi Iino; 飯野　利喜; Haruo Amada; 春男天田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1986-09-19
Filing date: 1986-09-19
Publication date: 1988-04-06

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、半導体ウェハの表面にホトレジストの薄膜を
形成する半導体製造工程に用いるスピン塗布装置に係り
、特に２滴下後遠心力で飛散したホトレジスト粒子がウ
ェハの表面に跳ね返ってとないように塗布カップ内気流
を実現するのに好適なスピン塗布装置に関する。

（従来の技術〕従来のウェハ上にレジストを塗布してレジスト膜を形成
するために、スピン塗布装置が使用されている。その−
例として、特開昭５９−１２１８３９号公報に記載のよ
うに、塗布カップの上下のチャンバ（カップ）を双曲線
で構成し、試料上の空気流が均一になるように配慮して
いる。

【発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術は塗布カップ内の流れを大まかにとらえて
いるものの、ウェハ近傍の流れに対しては十分な配慮が
なされていない、すなわち、塗布装置へ流入してきた気
流は下方向きから、急に双曲線に沿う拡大流れとならね
ばならず、この入口部で流れははく離し、うすを生じる
可能性が十分にある。また、下カップについては、この
部分への気流の流入がなく、うすを生じるのみであり、
ここに空間を作ることは、カップ内で発生したレジスト
粒子を除去する目的からすると、むしろ不利である。

本発明の目的は、スピン塗布装置内の気流にうずなどの
乱れが生じることなく、また、被塗布体の周辺部から逆
流により塗布液の液滴、または。

これが固化した微粒子が被塗布体入跳ね返り付着するこ
とのない、安定した装置内流れを形成し、異物付着のな
い均一な塗布膜を実現するスピン塗布装置を提供するこ
とにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、吸気口部分の壁面を被塗布体に対して垂直
方向とし、その後この部分につながる滑らかな曲線で壁
面を構成することにより、達成される。

〔作用〕

下方向き流れとして塗布カップ内へ入った気流は、滑ら
かな壁面に沿って次第に流れ方向を変えることになり、
吸気口部分でのはく離やうすの発生を防ぐことができる
。

一方、被塗布体の外周では、被塗布体とカップ壁面との
間隔を小さくシ、シかも、この部分の流路を満たすのに
十分な量の空気を流すことにより。

この部分での逆流の発生を抑えることができる。

逆流がなければ、被塗布体の外周がら飛散した塗布液の
液滴も被塗布体の表面へ跳ね返ってきて付着することは
なく、異物付着を防ぐことができる。

〔実施例〕

以下図面を参照して本発明の一実施例を説明する。

第１図は本発明の装置の一実施例を示すもので、二の図
において、被塗布体であるウェハ１は、モータ２により
回転するスピナ３に吸着固定される。

ウェハ１面上方に設置されたノズル４からレジスト液５
がウェハ１上に滴下供給される。その後。

前記スピナ３の回転により、遠心力の効果でレジスト液
は前記ウェハ１面上に一様に・広げられ、乾燥後レジス
ト膜を形成する。スピナ３の周囲には上カップ８ａ、下
カップ８ｂからなる塗布カップ８が設けられている。こ
の塗布カップ８はウェハの中に上方に入口部１０を形成
し、ウェハの周囲に排気口１１を形成している。この排
気口１１は排気パイプ１２を通して排気ポンプ（図示せ
ず）に接続している。前述した塗布カップ８の入口形状
は第２図に示すようにウェハ１に対して垂直方向とし、
流れを塗布カップ８の壁面に沿って導入し、その後滑ら
かな曲線で上カップ８ａを形成し、塗布カップ８内の流
れを安定させている。さらに。

ウェハ１外周における塗布カップ８ａの高さは、次の式
（１）で求められるδの値の３〜７倍の値とする。

δ＝ｓ、２．／；フ丁　　　　　・・・（１）ここで１
は空気の動粘性係数、ωはウェハの回転角速度である。

ウェハ外局部で気流が逆流を起こさないためには、流路
高さと同時に流量も重要な要因となる。そこで、ｖ１布
カップ８内を流れる流量は、Ｑ＝２．４ｒ”ｆ丁　　　　　　−（２）で求められる
Ｑの値の１〜３倍の値とする。ここでｒはウェハの半径
、νは空気の動粘性係数、ωはウェハの回転角速度であ
る。流路高さと流量を上記の範囲の値とすることで、ウ
ェハ外局部で逆流の起きない塗布カップ白滝れが実現で
きる。

−例として、ウェハの回転速度が４００　Ｏｒｐｍの場
合について計算してみると、δの値は０．７纏■となり
、ウェハ外周での塗布カップの高さは２．１〜４　、９
　＋ｕ＋とすれば良い。

このように、ウェハに対して垂直方向に流入した空気流
れを滑らかな曲線に沿ってウェハ面と平行な方向に曲げ
、ウェハ外周で流量と適合した流路高さとすることによ
り、塗布カップ８内には、うすの生じない安定した流れ
が形成されるとともに、ウェハ外周部でも逆流が起こら
ず、遠心力で飛散したレジスタ粒子がウェハ１上に跳ね
返ってくるのを防ぐことができ、製品歩留りの高いスピ
ン塗布装置を実現することができる。

さらに詳しく述べると、塗布カップ８への気流の入口部
１０は、ウェハ１面と垂直とし、この部分から滑らかな
曲線でウェハ１外周までの上カップ８ａの壁面を構成し
ている。ウェハ１外周での上カップ８ａ壁面の高さは、
（１）式で与えられるδの値の３〜７倍とする。たとえ
ば、ウェハ１上の滑らかな上カップ８ａ壁面を双曲線と
する場合には、スピナの回転中心をｒ　”　Ｏｔウェハ
１上面を２＝０としたとき、ｒと２の積が一定となるよ
うな曲線とし、入口部１０とは滑らかな曲線で接続する
。このような上カップ８ａ形状とすれば、塗布カップ８
内によどみやうすのない安定した流れを得ることができ
る。また、ウェハ外局部で流路面積を小さくし、しかも
、この流路を満たすのに十分な流量を流していることに
より、ウェハ外局部で逆流が生じることもない、したが
って、滴下されたレジスト液がウェハ１の回転による遠
心力で飛散し、レジスト粒子として気中に浮遊しても、
ウェハ１表面へ跳ね返ってくることはなく、排気口１１
側へ気流により排出される。上カップ８ａの壁面は、ウ
ェハ外局部から滑らかな曲線で再び方向を変え、ウェハ
裏面に垂直方向へ向い、下カップ８ｂ壁面とともに流路
を形成する。この流路部分を通った空気は、不カップ８
ｂに取り付けられた１箇所または２箇所以上の排気パイ
プ１２により塗布カップ８から排気される。

ウェハ外周より外の上カップ８ａの壁面を曲線で構成す
ることにより、レジスト液が衝突するウェハ表面高さの
上カップ８ａ壁面がウェハ１面となす角度は十分小さく
することができ、レジスト液がウェハ１面より上側へ跳
ね返る確率を小さくできる。さらに、最も半径の大きな
流路部分が塗布カップ８の大きさを規定するが、ウェハ
外周より外の上カップ８ａを曲線で構成することにより
、従来例に比べより小さい塗布カップを実現できる。

ウェハ１を塗布カップ８へ出入れするためには、上カッ
プ８ａをウェハ１径より大きい所で分割し。

上カップ８ａとスピナ３を上昇させるか、下カップ８ｂ
を下降させるか、などの方法を用いれば良し）。

以上の説明のように、本発明では、塗布装置内で発生し
、浮遊するレジスト粒子を塗布カップ８内を通る必要最
小限の空気量で完全に除去可能とする。また、ウェハ１
表面を流れる空気量が少ないので回転による薄膜形成時
にレジスト溶剤の蒸発を抑え、ウェハ全面にわたり均一
な薄膜の形成が可能となる効果がある。

第３図は、本発明の他の実施例を示すもので、この実施
例では、ウェハ外周部でのウェハ１と上カップ８ａとの
間隔は、第１図の実施例の場合と同じ＜、（１）式で与
えられるδの値の３〜７倍とするが、ウェハ１の外周か
らある距離だけ内側へ入った位置まで（平行部１３）ウ
ェハ１面と平行に上カップ８ａ壁面を構成している。こ
の形状のときにも、平行部１３においては、流路を満た
す安定した流れが主流となり、第１図の実施例の場合と
同じく、塗布カップ８内の気流を安定に保つとともに、
レジスト粒子がウェハ１面上へ跳ね返るのを防止する効
果がある。

第４図は、第１の実施例を１円環状のスリット排気口１
４を持つ下カップ８ｂに適用した例を示す、下カップ８
ｂを周方向に同一断面形状とすることにより、第１の実
施例に示した効果はより増大する。

〔発明の効果〕

本発明によれば、スピン塗布装置内の流れを、よどみや
うすや逆流のない安定した流れとすることができるので
、スピン塗布装置内で遠心力のために塗布液が飛散して
発生した浮遊粒子が被塗布体へ付着するのを防止する効
果がある。しかも。

被塗布体に触れる空気量は必要最小限の量なので、塗布
液の乾燥速度を被塗布体全面にわたり均一にし、均一な
薄膜の形成が可能なスピン塗布装置を実現できる効果が
ある・

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のスピン塗布装置の一実施例の縦断面図
、第２図は第ｉｌｌ！ｉｔに示す実施例の通路部の詳細
図、第３図は被塗布体外周部に平行な壁を持つ本発明の
他の実施例によるスピン塗布装置の断面図、第４図は本
発明のさらに他の例を示すもので環状の排気口を持つス
ピン塗布装置を示す斜視図である。ｌ・・・ウェハ、２・・・モータ、３・・・スピナ、４
・・・ノズル、５・・・レジスト液、８・・・塗布カッ
プ、８ａ・・・上カップ、８ｂ・・・下カップ、１０・
・・入口部、１１・・・排気口、１２・・・排気パイプ
、１３・・・平行部、１４・・・スリット排気口。

Claims

【特許請求の範囲】１、被塗布体を吸着し回転させるスピナと、被塗布体上
に塗布液を供給するノズルと、前記スピナを囲むように
構成されたカップと、前記カップの前記ノズル側に吸気
口を、また、ウェハに対して前記ノズルの反対側に排気
口を有する吸排気系より構成されるスピン塗布装置にお
いて、前記カップの内壁を、吸気口の位置では被塗布体
と垂直方向とし、かつ、前記被塗布体の外周部までを滑
らかな曲線で構成したことを特徴とするスピン塗布装置
。２、前に被塗布体の外周において流路高さはδの３〜７
倍とすることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
スピン塗布装置、ただし、δは、δ＝３．２√（ν／ω
）で求められ、ここに、νは空気の動粘性係数、ωはウ
ェハの回転角速度である。３、前記塗布カップを通過する空気量をＱの１〜３倍と
することを特徴とするスピン塗布装置、ただし、Ｑは、
Ｑ＝２．４ｒ＾２√（νω）で求められ、ここににはウ
ェハの半径、νは空気の動粘性係数、ωはウェハの回転
角速度である。